催化裂化的技术发展

PART 02 国内外催化裂化技术差异
国内
参渣比 加氢处理料 操作方式 催化剂单耗 E-CAT重金属 E-CAT活性 开工周期
高 少 回炼 低 高 低 短
国外
低 多 单程 高 低 高 长
PART 03
催化裂化催化剂
PART 03 催 化 裂 化 催 化 剂 技 术 进 展
渣油催化裂化催化剂 01
。
PART 02 生产清洁燃料催化裂化技术发展
突破了现有催化 裂化工艺对二次
反应的限制。
我国催化裂化汽油中40%—65%, 为此提出了生产清洁汽油的催化 裂化新工艺 。
提出了一种生 产清洁汽油组 分的新概念。
实现了可控性和选 择性地进行裂化反 应、氢转移反应和
异构化反应。
可明显降低汽油 烯烃含量并增加 异丁烷产率。
• 汽油中烯烃含量 能够大幅度降低, 且汽油辛烷值有 一定提高。
PART 02 多产柴油催化裂化技术发展
二、多产柴油的
RIPP在传统增产柴油工艺技术的基础上开发了催化裂化增产柴油的新工艺 。
• 可以加工重质、劣质的催化裂化原料； • 应用原料组分选择性裂化技术,将催化裂化原料按馏分的轻
重及其可裂化性能区别处理,在提升管反应器不同位置注入 不同原料组分,使性质不同的原料在不同环境和适宜的裂化 苛刻度下进行反应；
多产低碳烯烃催化剂
02
jiang'di
03
生产清洁燃料催化剂
(降低汽油烯烃度的催化剂） 04 （降低汽油硫含量的催化剂）
多产柴油催化裂化催化剂
PART 03 渣 油 催 化 裂 化 催 化 剂
RIPP认为渣油裂化催化剂应有的梯度孔分布和梯度酸性中 心分布，以对付具有不同分子大小和裂化性能的复杂原料， 渣油裂化过程中基质的作用十分重要，其孔结构、酸中心性 质和活性必须与沸石的活E性NT匹ER配Y，OU沸R石T的ITL裂E 化活性与氢转移 活性也应有适当的平衡。 RIPP根据我国原料和催化裂化装置特点成功开发了一批性能优 异的RFCC催化剂，如周村的刀-SM系列、DVR-1催化剂、长 岭炼油厂的othit-3(XX)、orbit-33(X)、orbit-36(X)系列、 CHV-I、DOCP催化剂，兰化公司炼油厂的LV-23、以NK-98 催化剂等。
新设计的大型全加 氢炼油厂十分罕见，故可 认 为 催 化 裂 化工 艺 在 21 世纪仍将扮演重要的角色！ 预 计 2030 年 以 后 ， 随 着 原油厂量的下降，炼油厂 的加工能力和装置构成将 有所改变。但是这一过程 是渐进的，可能持续 20~30年。估计催化裂化 装置的技术内涵也将与时 俱进的变化，但尚不致被 淘汰出局。
PART 03 低 碳 烯 烃 催 化 裂 化 催 化 剂
为增产低碳烯烃，Intercat公司开发 了Pentasil系列助剂，其中Pentacat用于 增产丙烯和C4烯烃，ZMX用于增产C4烯 烃。 Engelhard公司正在用类似Flex Tex系列催化剂制造方法生产不增加液化 石油气总量，但增产丙烯，尤其是C4烯烃 的第二代Maxol催化剂。为增产丙烯， Mobil/Kellogg公司开发了ZSM-5分子筛 含量超过25%的专用催化剂用于Maxofin 工艺，丙烯收率6%-18%。 Grace Davision公司开发的Olefins Max助剂也 含有25%的ZSM-5沸石。Akzo-Nobel公 司的Eclipse TP助剂同样用于大量生产丙 烯。目前，这两种助剂正在工业化生 产。
PART 03 低 碳 烯 烃 催 化 裂 化 催 化 剂
RIPP开发的DCC工艺由重质原料生 产丙烯，DCC专用催化剂以晶内含稀土择 形分子筛ZRP-1为主要活性组元，具有高 水热活性稳定性和丙烯产率，目前正在开 发丙烯选择性更高的第二代催化剂。MIO 工艺多产异构C4烯烃，其专用催化剂活性 组元具有特殊的孔道结构和酸强度，对生 成异构C4烯烃具有选择性催化作用。另外， RIPP还开发了一种多产液化石油气，特别 是丙烯的CA-1助剂。该助剂采用稀土磷硅 铝(PRSA)沸石作为择形活性组元，配以其 他沸石和合适载体制得。1998年，该助剂 进行工业化标定，当CA-1藏量为15%时， 液化石油气可提高2.3%。
• 采用配套研制的增产柴油催化剂,且维持平衡剂的活性适中； • 采用较为苛刻的裂化条件和适宜的回炼比,装置的加工量和
汽油的辛烷值不会受到影响。
PART 02 低碳烯烃催化裂化技术发展
目前,国外有多家公司 推出了多产烯烃的
。20世纪80年代末, 我国开始了低碳烯烃技术 的研究,成功开发了以多产 低碳烯烃和高辛烷值汽油 为目的的
针对RFCC加工过程中存在的金属污染，尤其是Ni、Na、 V等污染问题，除使用抗重金属污染催化剂外，也可对平 衡剂上的金属污染物进行钝化。
PART 03 多产柴油催化裂化催化剂
Grace Davison公司开发的Ultima系列催化剂可提高轻质油特别是柴 油收率。这种催化剂重油裂解能力强，塔底油和焦炭选择性较好。金陵石 化公司炼油厂使用后反映轻柴油增产很多，油浆、焦炭、液化石油气产率 低，可提高渣油掺炼率。我国在多产柴油催化剂方面处于国际领先水平。 目前，多产柴油催化剂有3个牌号，均为RIPP开发。他们是:多产柴油兼重 油裂化的CC-20D(cl)、多产柴油兼顾液化气/辛烷值的CC-20D( jj)、多产 柴油兼顾抗钒/辛烷值的CC-20D(ly)系列催化剂;多产柴油兼重油裂化的 MLC-500催化剂;多产柴油和液化气兼顾重油裂化的GRD催化剂。
随着国民经济的持 续增长，油品的需求量 也 同 步 增 长 。 预 期 2020 年我国原油加工量将超 过200Mt。在新建炼油厂 和扩建老厂的加工流程 中，催化裂化装置能力 占原有加工的比重较过 去有所下降，但仍高达 30%以上。
加氢裂化装置能力 有所上升，但一般在 10% 左 右 。 国 外 新 建 加 氢裂化装置能力与催化 裂化能力的比例也在0.3 上下。即使在采用多产 中间馏分油方案时，催 化裂化还是重油加工中 不可缺少的手段。
移动床 （moving-
bed）
提升管 （riser）
PART 02
国内外催化裂化工艺发展状况
PART 02 渣油催化裂化技术发展
目前,渣油催化裂化
加工原
油残炭可达3%—10%,镍和钒含量可达
10—40µg/g,平衡剂上金属沉积量最高可达 10000µg/g。
提升管反应器 过长,造成反 应时间过长。
其次，相继开 发成功了多种原料 预处理、产品精致 和改质等工艺技术 和催化裂化“配套” 工艺及其它炼油工 艺和催化裂化工艺 的合理”组合”。
再就是以催化 裂化技术为核心派 生出来的一系列 “家族工艺”，将 催化裂化转变为构 成“炼油-化工-一 体化”的主体装置。
PART 04 催 化 裂 化 工 艺 前 景
降低汽油硫含量的催化剂
Grace Davison公司开发的GSR催 化剂可降低催化裂化汽油中硫含量。第一 代产品GSR-1催化剂减硫助剂主要组分 为Al2O3负载的Lewis酸中心(首选为 ZnO或锌的铝酸盐)，可使汽油中硫含量 降低15%~25%。近年来，该技术不断 改进，使汽油脱硫率保持在20%左右。 目前，GSR-1催化剂已在欧洲和北美广 泛应用。第二代产品GSR-2催化剂减硫 助剂在GSR-1基础上添加钦矿型结构 Tio2组元制得，主要组分为 TIO2/Al2O3。该技术在Davison循环提 升管(DCR)中试结果表明:加10%GSR-2
PART 04
催化裂化工艺前景
PART 04 催 化 裂 化 工 艺 前 景
进 入wenku.baidu.com21 世 纪 ， 催化裂化工艺随曾 面临后期的加氢裂 化 工 艺 的 竞 争 和 20 世纪末以来生产质 量标准日益严格的 清洁燃料挑战，但 在各工艺过程中仍 保持领先的地位。
其原因首先归 结为催化裂化的进 步，在工艺流程、 催化剂性能和机械 设备大型化等方面 的长足发张和改进， 降低了装置投资和 加工成本，化解了 由于节能和环保要 求带来的压力。
由于积碳,因此 使催化剂活性 和选择性迅速
下降。
催化剂在上行 过程中受重力 作用产生滑落
与返混。
提升管下游部位 的热裂化与非理 想二次反应等。
PART 02 渣油催化裂化技术发展
PART 02 多产柴油催化裂化技术发展
一．多产柴油和液化气的
是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的 以重质油为原料,利用常规催化裂化装置同时多产液化气和柴油,并可显著降低汽 油烯烃含量的工艺技术。
催化裂化的技术发展
催化裂化
催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂 的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽 油和柴油等的过程。催化裂化是现代化炼油厂用来改 质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是重质原料轻质化 得主要技术措施，也是炼厂获取经济效益的重大手段。
催化裂化技术进步的推动力
催化裂化原料的品质越来越差，但对提高目的产物收 率、汽柴油质量、柴汽比,以及多产丙烯和改善烟气排 放等提出了更高的要求。 催化裂化产品质量的要求越来越高,对产品需求结构的 变化,以及环保法规的逐渐完善 在产品结构方面,要求提高柴汽比和增产丙烯;在产品 的品质方面,要求生产低烯烃含量和低硫含量的高辛烷 值汽油和低硫含量的高十六烷值柴油。 催化裂化过程的环保问题主要涉及SOx和NOx的排放
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装置
1936
1942
1946
1958
1965
1974
全世界第一套工 业意义上的固定床 催化裂化装置诞生
随着硅铝微球催化 剂的问世，此后不 久出现了IV型流化
催化裂化装置
中国第一套流化 催化裂化装置投
产
PART 0 1
催化裂化装置的发展历程
流化床(fluidized10% bed)
操作方便，用热充分，结构简化
• 采用粗汽油控制 裂化技术,增加液 化气产率,降低汽 油烯烃含量,调节 裂化原料的反应 环境以增加柴油 馏分的生成和保 留;
• 重质原料油在高 苛刻度下、轻质 原料油在低苛刻 度下进行选择性 反应,以增加重质 原料油一次裂化 和柴油馏分的生 成;
• 液化气和柴油产 率明显大于常规 的FCC技术,高价 值产品(液化气、 汽油和柴油)与常 规FCC技术相当;
目录
1 催化裂化装置的发展历程 2 国内外催化裂化工艺发展状况 3 催化裂化催化剂 4 催化裂化工艺前景
PART 0 1
催化裂化装置的发展历程
PART 0 1 催化裂化装置的发展历程
第一套流化催化裂 化工业装置在美国
投产
1958年 中国第一套 移动床催化裂化装
置投产
中国建成第一套 提升管催化裂化
固定床（fixed-bed） 50% 结构复杂，生产连续性差
提升管（riser）
45%
控制灵活，辛烷值高， 选择性好
移动床（moving-bed）
补剂方便，质量稳定
PART 0 1 催化裂化装置的发展历程
固定床 （fixed-bed）
流化床 （fluidized-
bed）
PART 0 1 催化裂化装置的发展历程
PART 03 生产清洁燃料催化裂化催化剂
降低汽油烯烃度的催化剂
提高催化剂的氢转移活性，如增加 催化剂中的稀土含量，可以降低烯烃，但 同时也降低了轻烯烃产率，导致汽油辛烷 值下降，焦炭选择性变差。为解决上述矛 盾，各催化剂公司都在开发新的降烯烃催 化剂。表3列出了各大公司降低汽油烯烃 度催化剂的技术进展